600MW超超临界机组建设与管理经验及新技术应用

600MW超超临界机组建设与管理经验及新技术应用1概述华能营口电厂位于营口市鲅鱼圈区内，厂区位置在韭菜坨子岛和庙咀岛之间台子山北面的海岸上。西南紧邻鲅鱼圈新港，东侧为鞍山钢铁集团公司鲅鱼圈分厂（原为海星村），北侧为渤海湾，南侧为墩台山。华能营口电厂二期工程2X600MW超超临界燃煤机组是国家“863计划”引进超超临界燃煤发电技术的依托工程，超超临界发电技术在世界上是最先进的洁净煤燃烧发电技术之一。它是通过提高机组运行参数，降低单位煤耗实现节能。在配置同样的减排技术---高效静电除尘器、高效脱硫、低NOx燃烧器等节能环保设备的情况下，与同容量低参数机组相比，更加节能、环保。华能营口电厂于2007年8月31日率现在我国建设投产了世界第二台、第三台，中国第一台、第二台超超临界600MW燃煤机组，工程于2005年4月30日开工，日历工期（历时）28个月，建设工期24个月（赶上两个冬季基本停工4个月）。该工程建设突破了众多工程技术难关，为我国超超临界机组建设积累了很好的建设经验，该工程突出落实了华能基建“两高一低”的方真，工程总造价决算结果为预计在37.5亿。本工程遇到的突出问题是主机设计问题，由于受日本三菱公司设计的制约造成设计至后，由于受主设备和四大管道的四大管件交货影响，造成安装工程比预期时间脱期。营口电厂二期工程由东北电力设计院设计，三大主机由哈尔滨三大动力厂供货，安装工程由东电三公司和东电二公司施工。2主设备介绍2.1锅炉：采用三菱超超临界变压运行直流锅炉，П型布置、单炉膛、低NOx主燃烧器分级燃烧技术和MACT型低NOx分级送风燃烧系统、反向切园燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计燃用晋北煤。锅炉以最大连续负荷(B-MCR)工况为设计参数，最大连续蒸发量1795T/H，过热器蒸汽出口温度为605℃，再热器蒸汽出口温度为603℃，给水温度291℃。锅炉炉膛由垂直管膜式水冷壁构成，炉膛上、下部均采用垂直管屏，上下部水冷壁之间设有混合集箱。炉膛上部布置屏式过热器，沿烟气流程方向分别设置二级过热器（大屏）和三级过热器（后屏），折焰角上方布置有四级过热器（末过）。在水平烟道处布置了垂直二级再热器（高温再热器）。尾部竖井由中隔墙分隔成前后两个烟道。前部布置水平一级再热器（低温再热器）和省煤器。后部布置水平一级过热器（低温过热器）和省煤器。在竖井烟道底部设置了烟气调节挡板装置。烟气通过调节挡板后又汇集在一起经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器。锅炉启动系统由启动循环泵、启动分离器、贮水箱、疏水扩容器、水位控制阀、管道及其它阀门附件等组成。锅炉原设计为两级点火方式即：高能电火花点火器－主油枪－煤粉燃烧器。为了降低耗油量在原设计的基础上在A层对原设计进行了改造采用一级点火方式即：A层等离子直接点燃煤粉燃烧器，同时也予留油枪作为必要助燃和应急启动用。2.2汽机：采用日本三菱技术，超超临界、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、凝汽式汽轮机，汽轮机型号CLN600-25/600/600。高压和中压部分组合成整体高中压缸结构。这种设计减少了汽轮机的总体长度。高中压通流由一个冲动级和其他反动级叶片组成。蒸汽通过分别由一个主汽阀和二个调节阀组成的主汽调节联合阀进入高压缸，两个联合主汽调节阀分别装在高中压汽轮机的两侧。调节阀的出口通过四根进口管连接至高中压缸。蒸汽流经高压叶片后通过高压缸下半上的两个排汽口至再热器。再热蒸汽通过分别由一个再热主汽阀和二个再热调节阀组成的两个再热主汽调节联合阀门从再热器流至中压进口，两个阀门分别装在高中压汽轮机的两侧。再热调节阀出口连接到中压汽轮机的进口。蒸汽流经中压通流叶片到中压排汽口。中压排汽口通过连通管连接至低压缸蒸汽进口。低压部分是反动式双分流汽轮机，蒸汽在叶片流道中心进入，流向两端，然后进入凝汽器。在缸体下半留有抽汽口，蒸汽通过抽汽口抽出供给凝结水加热。末级低压叶片的效率和可靠性对汽轮机的性能和效率有极大的影响。为提高效率和运行灵活性，本机组使用当今世界最长的刚制48″末级叶片。HP、IP和LP级使用高效、“全三维”设计反动式叶片，可以提高通流效率。这种叶片采用弯扭联合成型叶型，可有效降低焓降损失。本机组的每只转子具有二个支持轴承，高中压转子和低压转子上的1-4号四只支持轴承为可倾瓦支持轴承。这些轴承可以提高轴的稳定性。高中压转子是硬合金钢整锻转子。带有主油泵叶轮及超速跳闸装置的轴通过法兰螺栓刚性地与高中压转子在调端连接在一起，主油泵叶轮轴上还带有推力盘。低压转子也是硬合金钢整锻转子。当装有叶片的整个转子加工完成后，需做精确动平衡试验。高中压转子和低压转子之间，低压转子和发电机转子之间使用法兰联轴器刚性连接。终确定1、要技术规范额定蒸汽条件—额定主蒸汽压力：25MPa额定主蒸汽温度：600℃额定再热蒸汽进口压力：4.12MPa额定再热蒸汽温度：600℃额定高压缸排汽口温度：339.2℃额定高压缸排汽口压力：4.58MPa给水回热级数：8级(三个高加、四个低加、一个除氧器)调速控制系统型式：数字电液调节通流级数：28级其中：高压缸：I+10级；中压缸：7级；低压缸：2×5级耗率（THA）：7428kJ/kW.h主蒸汽额定进汽量：1621.6t/h再热蒸汽额定进汽量：1330.0t/h额定排汽压力：0.0049Mpa设计冷却水温度：21.35℃额定给水温度：289.0℃汽轮机总内效率：90.5%其中：缸效率：88.5%、中压缸效率：94.0%、低压缸效率：89.7%出力：最大连续功率624.1MW3二期工程重要指标完成情况3.1安全：二期工程从2005年4月30日开工至2007年10月14日#4机组移交生产，历时29个月14天，现场高峰期施工人数达6000人，从土建到安装；从调试到试运，未发生人身、设备和机械不安全事件，实现了真正意义上的安全零目标。高标准地实现了华能基建工程安全管理安全责任目标。3.2工期：#3机组日历工期如下表序号项目超超600MW实际工期1主厂房浇灌混凝土2005年04月30日2主厂房基础出零米2005年07月30日3锅炉钢架开始吊装2005年08月15日4锅炉受热面开始吊装2006年06月08日5输煤系统交付安装2006年10月30日6汽机台板就位2006年10月30日7厂用电受电2007年03月10日8主厂房封闭完成2006年03月31日9锅炉水压完成2007年04月28日10DCS受电2006年12月30日11发电机定子就位2006年08月28日12汽机扣大盖2007年06月14日13汽机油循环完成2007年07月25日14锅炉酸洗完成2007年06月15日15锅炉点火吹管结束2007年07月17日16机组整套启动2007年08月02日17完成1682007年08月31日18合计日历工期28个月扣除两个冬季4个月实际施工工期24个月3.3质量：1、#3、4机组168小时试运期间主要指标完成值#3机组#4机组1机组168小时发电量（万KWH）9988.8100962机组168小时最大负荷（MW）6246303机组168小时平均负荷率优秀≥90）99.1%100.15%4机组168小时自动投入率98%99%100%5机组168小时保护投入率100%100%100%6机组168小时除尘效率99.8%99.8%7机组同步完成脱硫、脱硫效率90%95%98%8机组首次点火到168小时点火耗油（T）优秀≤9000009主机振动值Xy（微米）-1-1-2-2-3-3-4-4-5-5-6-6优秀7526263826404028294026313919294956433826265653585110发电机机漏氢率（NM3/D）优秀9462、重要节点指标完成情况#3机组#4机组1锅炉水压焊口52340道,实现水压无泄露一次成功一次成功2机组实现倒送电一次成功一次成功3汽机实现扣缸一次成功一次成功4机组实现化学酸洗高质量一次成功一次成功5机组实现等离子点火一次成功一次成功6机组实现机组整组启动一次成功一次成功7机组实现冲转、定速一次成功一次成功8机组实现一次冲击168小时（优秀≤3次）一次成功一次成功10机组从第一次冲转到冲击168小时结束（优秀≤90天）29天26天4二期工程建设与管理营口电厂二期工程建设正处在我国电力建设高峰期，为了全面抓好二期工程超超临界机组建设，我们从工程起步阶段既制定了高标准、提出了如下目标：4.1工程建设目标机组实现零缺陷启动、零缺陷移交生产，实现优质工程，争创鲁班奖。工程移交生产的同时实现创一流的目标。4.2机组安装、调试质量目标锅炉：锅炉水压一次成功、锅炉酸洗一次成功。汽机：汽轮机监检、扣盖一次成功、汽轮机冲转、定述一次成功。电气：厂用电倒送电一次成功、DCS上电一次成功、发电机并网一次成功。机组：点火一次成功、吹管一次成功、168小时一次成功。4.3工期目标控制工期24+14.4工艺标准及要求1设备管道安装施工规范标准，管道保温外装板平整美观。2建筑物浇注的混凝土柱、梁、剪力墙等构件，布置位置和截面尺寸正确、棱角分明，接缝严密平整，且颜色一致，表面要达到“清水镜面混凝土”工艺要求。在砌体工程上，砌体组砌方法正确、排列整齐，灰缝厚度一致，阴阳角方正，构造柱边缘进退一致上下对齐、梁底镶砌加工切削整齐划一，砌体拉结筋间距和长度均满足抗震要求。3仪表管道：仪表管和小口径管道的敷设采用集中布置方式，管束布置间距一致，排列整齐，整体美观，管束转向弯度一致，美观大方，管束坡度符合标准、规范要求；固定支架间距均匀一致，横平竖直、吊架垂直。4电缆敷设排列整齐、平直无交叉、扭结，转弯处弯曲平滑美观，弯曲度一致且符合规程要求。动力电缆与控制电缆分层铺设，电缆绑扎间距均匀、美观、整齐，电缆表层清洁无杂物灰尘、电缆标识牌齐全规范，是二期工程的一大亮点，多次受到股份公司领导的称赞。5电气和热控仪表盘、柜安装垂直、排列整齐、间距均匀、盘内表盘清洁无灰尘、油漆光亮完好无裂纹。盘柜内端子接线整齐规范，防火堵料密封密实。6皮接缝无间隙，节数布置合理、均匀整齐，搭接顺畅、螺丝间距均匀一致，铝皮外观平整光滑、无变形、划痕、污染，全厂保温厚度均匀无翘曲、保温层外表不超温。7设备、管道、支吊架等油漆底部除锈干净、见本色、油漆后外观光亮，色泽一致、涂层均匀、无漏刷、起皱、流挂及露底漆现象，现场及表面无二次污染。为此，二期项目管理处工程部与安质部协同制定了二期工程工作质量计划，对质量目标进行分解，分别落实到安装工程各专业中，使得质量目标更具体，更具操作性。汽机专业：①汽轮机扣盖一次成功；②汽机冲转并网及168试运一次成功；③轴承振动≦30μm；④汽动给水泵等附机试运行平稳，轴瓦温度及振动达到优良标准。锅炉专业：①锅炉水压试验一次成功；②酸洗成功③锅炉点火一次成功，消除七漏等质量通病；④168h整套启动试运一次成功，辅机轴承温度及振动均达优良。电、热专业：①厂用电受电一次成功，DCS受电一次成功；②热控保护投入率100%，自动投入率100%；③数据采集系统DAS测点投入率达到98%以上；④电缆桥架安装，电缆敷设及盘内配线，仪表取样管路敷设，工艺美观，布置走向合理，达到样板工程标准。焊接专业：①受监焊口检验率100%，一次检验合格率达到98%以上；②烟、风、煤、粉、油及汽水管道焊口不泄漏，锅炉水压焊口不泄漏；③所有合金部件光谱分析不漏检，无损探伤检测报告结论准确；④P92等新钢种的焊接严格按审定的焊接工艺评定操作，焊接质量优良。4.5质量控制的方法和手段二期项目管理处对于施工质量控制的方法和手段基本上分为前期控制、过程控制和后期控制三个不同时段。前期控制：按照本工程管理制度和管理文件要求，编制各专业实施细则，划分质量验收项目评级表，明确四级验收项目，开工前组织有设计、监理、施工单位参加的施工图会审，对各单位工程和重要分部工程的开工报告进行认真审